2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study on supercontinent evolution based on Proterozoic magmatism recorded in East Antarctica
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18H01313
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
亀井 淳志 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 教授 (60379691)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀江 憲路 国立極地研究所, 研究教育系, 助教 (00571093)
馬場 壮太郎 琉球大学, 教育学部, 教授 (10347122)
中野 伸彦 九州大学, 比較社会文化研究院, 准教授 (20452790)
大和田 正明 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (50213905)
外田 智千 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (60370095)
遠藤 俊祐 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 准教授 (60738326)
小山内 康人 九州大学, 比較社会文化研究院, 教授 (80183771)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超大陸 / 変花崗岩 / リュツォ・ホルム岩体 / 南極 / 原生代 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原生代に始まる超大陸の形成はSclavia/Superia (2.5Ga～)，Nuna/Columbia (1.8Ga～)，Rodinia (1.0Ga～)，Pan-African supercontinent (6.0Ga～)と繰り返され，気圏・水圏の大規模循環や生命体活動にも影響した重要イベントである．最近，東南極リュツォ・ホルム岩体（全長約450km）の変花崗岩類から25～10億年が報告され始めた．本課題ではこれらの成因論と年代論を基に本地域の形成に繋がった原生代のテクトニクス解明を目的とする．またその結果に基づきながら地球規模の超大陸変遷史の議論を行う．
リュツォ・ホルム岩体の全域で行った変花崗岩調査（2017年度）の採取試料（309試料）について，研究三年次までに，岩相の把握，産状記載のまとめ，顕微鏡記載，蛍光X線分析装置（XRF）による主・微量成分分析を９割以上完了した．また，約３割の試料についてICP-MSによる希土類元素や遷移金属元素の分析を完了した．その結果，リュツォ・ホルム岩体のほぼ中央部に位置するオングル島（昭和基地の地点）を境に西側と東側とでは岩相と化学組成に大きな違いを見出した．これは研究三年次で得た新知見である．成因に関しては，西側の変花崗岩類では高K花崗岩が多いため，まだ判然としない．恐らくは大陸地殻物質の融解物と予想されるが今後の課題である．東側の変花崗岩類では，未成熟弧もしくは火山弧での塩基性～中性岩の融解で形成した花崗岩類を原岩とすることが認められた．年代論については，新型コロナウイルスの影響によって多機関を跨ぐ分析作業が影響を受け，やや遅れ気味である．最終年度は，タイプ分けした変花崗岩類の年代測定を進めながら，リュツォ・ホルム岩体の形成に至る原生代テクトニクス背景の解明を目指す．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究三年次までの取り組みにより，東南極リュツォ・ホルム岩体に散在する変花崗岩類のマグマ生成環境が，オングル島（昭和基地の地点）を境に東西で異なる可能性が認められた．西部では花崗岩質～閃緑岩質のチャーノッカイトが広く確認されるものの同時に優白質の変花崗岩類も散在する．一方，東部では普通角閃石や黒雲母を伴う変トーナル岩～変花崗閃緑岩が広く分布する．ただし東部の日の出岬ではチャーノッカイト質である．また，東西を跨いで比較的に新しい貫入岩と解釈できる優白質～淡桃色の変花崗岩類も散在する．ここで言うチャーノッカイトは後の変成作用の影響が考えられ，次の岩石化学組成がより大事となる．
岩体内部の変花崗岩類の化学組成を相互に比較すると，オングル島より西部で高Kかつ低Naの岩石が多産し，東部で低Kかつ高Naの岩石が多産する．各露岩の分析試料数が異なるため，必ずしも正確ではないが，リュツォ・ホルム岩体の東西で変花崗岩類の組成的変化が示唆される．原岩の成因では，西部の岩石の多くは高K花崗岩類の鉱物組み合わせと化学組成が目立ち，A-type花崗岩やプレート内部花崗岩の可能性など種々が予想される．現時点では単純ではない．一方，東部の多くは火山弧型の花崗岩～閃緑岩を原岩とし，また海洋地殻起源のアダカイト質岩もある．したがって多くが火山弧環境で形成した岩石であったと言って過言ではない．二年次までの研究では，花崗岩タイプに関して①成熟した火山弧型，②未成熟火山弧型，③大陸衝突帯型，④海洋地殻融解型の４種類を見出した．三年次では各タイプに地域性が浮き彫りとなった．このようにデータの蓄積による新知見の積み重ねは順調である．一方，新型コロナウイルスの影響で多機関の連携による年代測定に遅れがある．進捗状況に関しては，総じておおむね順調に進捗していると判断される．
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| Strategy for Future Research Activity |
四年次は最終年度であるため，変花崗岩類の成因論と年代論の組み合わせによるリュツォ・ホルム岩体の原生代火成活動史の解明に向けた研究となる．
現時点における課題は大きく２つあり，これらの解決に向けた研究を実施する．一つ目は，岩体西部に産する高K花崗岩類の成因解明である．ICP-MSによる微量元素組成解析とTIMSによるSr/Nd同位体組成解析がいよいよ威力を発揮する．地球化学的判別図の解析では高K花崗岩類の成因論は解明できないため，①結晶過程，②母岩との同化作用，③初性マグマの生成過程（特に起源物質と融解条件）を微量元素および同位体組成で解析する．二つ目は，年代論である．三年次目の計画段階より，この作業は四年次が中心と考えていたが，新型コロナウイルスの蔓延により全体的に遅れ気味である．そのなかでも，成因論が比較的固まった東部の岩石には500～1000Maの新たな年代値を予備データとして得つつある．西部の岩石には火成活動の特徴が判明した後に年代測定を進める必要がある．これらを通して，Sclavia/Superia (2.5Ga～)，Nuna/Columbia (1.8Ga～)，Rodinia (1.0Ga～)，Pan-African supercontinent (6.0Ga～)における超大陸形成期のリュツォ・ホルム岩体の地質学的位置付けを明確とし，地球規模での超大陸変遷史に向けた議論を構築していく．
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Research Products
(26 results)
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[Journal Article] Peak metamorphic conditions of Garnet amphibolite from Luk Ulo Complex, central Jaza, Indonesia: implications for medium-pressure/high-temperature metamorphism in the central Indonesia accretionary collision complex2020
Author(s)
Setiawan, N.I., Osanai, Y., Nakano, N., Adachi, T., Hendratno, A., Sasongko, W., Ansori, C.
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Journal Title
Indonesian Journal of Geoscience
Volume: 7
Pages: 225-239
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Implications for the East Antarctica, Sri Lanka, southern India geologic connections from the newly proposed geological subdivision of the Lutzow-Holm Complex in East Antarctica2020
Author(s)
Dunkley, D.J., Hokada, T., Shiraishi, K., Hiroi, Y., Nogi, Y., Motoyoshi, Y.
Organizer
The 11th Symposium on Polar Science（National Institute of Polar Research）
Int'l Joint Research
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